專利名稱：一種高溫油包水鉆井液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地質(zhì)勘探與開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域所用的一種油包水鉆井液，屬于應(yīng)用于 深井超深井的高溫(溫度達(dá)到240°c )油基鉆井液。
背景技術(shù)：
深層石油及天然氣的勘探開發(fā)是解決我國(guó)石油工業(yè)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的主要途徑。因而， 深井、超深井的鉆探就必將成為我國(guó)石油工業(yè)的一個(gè)重要方面。由于地溫梯度的存在，井眼 越深，井筒內(nèi)的溫度就會(huì)變得越高。我國(guó)西部油田(溫度梯度為2.5 3.0°C/100m)超過 7000m的超深井和東部油田(溫度梯度為3. 5 4. 3°C /100m)超過5000m的深井井底溫度 就很可能超過200°C，在高溫條件下，鉆井液中的各種組分均會(huì)發(fā)生降解、發(fā)酵、增稠、失效 等變化，從而使鉆井液性能發(fā)生劇變，并且不易調(diào)整和控制，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致鉆井作業(yè)無法正 常進(jìn)行。另外，由于深井超深井往往存在著異常高壓，鉆井液必須具有很高的密度來平衡井 底的異常高壓，所用鉆井液密度往往需超過2. OOg/cm3。我國(guó)目前普遍采用的聚磺鉆井液的 鉆井液使用的最高井底溫度為179°C，在此情況下，欲保持鉆井液良好的流變性和較低的濾 失量會(huì)更加困難，發(fā)生壓差卡鉆及井漏、井噴等井下復(fù)雜情況的可能性會(huì)大大增加。
就目前的鉆井技術(shù)而言，在井深設(shè)計(jì)和鉆具設(shè)備抗高溫高壓能力技術(shù)成熟的條件 下，抗高溫的鉆井液體系成為鉆井技術(shù)發(fā)展的瓶頸。目前，對(duì)于鉆高溫高壓井而言，油基鉆 井液仍然是最主要選擇之一。相對(duì)于水基鉆井液，油包水鉆井液具有抑制性好、抗溫能力 強(qiáng)、潤(rùn)滑性好、抗污染能力強(qiáng)及油層損害小等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種高溫油包水鉆井液配方體系，該鉆井液抗溫達(dá)到240°C，有 利于滿足深井超深井對(duì)鉆井液抗溫能力的要求。
本發(fā)明所述的一種高溫油包水鉆井液，采用的技術(shù)方案是該油包水鉆井液各成 分及配比按重量份如下
70 90份基油、3 7份有機(jī)膨潤(rùn)土、2 5份氧化浙青、2 5份降濾失劑、20 60份CaCl2 (20%水溶液)、6 10份氧化鈣、1. 5 5. 5份UZEMUL-S、2 5份ABS和重晶石。
其中①基油以無熒光和低芳香烴的礦物油(白油)為連續(xù)相，是油包水鉆井液 的主要成分，提供1個(gè)非極性的連續(xù)相，其主要功用是防止鉆井液與地層間的極性反應(yīng)； ②CaCl2 (20%水溶液)為鹽水相，CaCl2用來調(diào)節(jié)鹽水的活度，使其與地層水的活度相等， 防止地層中的水向鉆井液或鉆井液中的水向地層滲透；③有機(jī)膨潤(rùn)土和氧化浙青為親油 成膠劑；④磺化浙青為降濾失劑，控制油相進(jìn)一步流向地層，鉆井液具有優(yōu)良的濾失性； ⑤UZEMUL-S為主乳化劑HLB值為2. 5，它由有機(jī)酸，有機(jī)酸酰胺合成組成，可在油水界面上 形成高強(qiáng)度的復(fù)合膜，從而保證在高溫下乳狀液穩(wěn)定性良好；⑥ABS輔乳化劑為十二烷基 苯磺酸鈉，HLB值為10，作用是調(diào)節(jié)復(fù)合乳化劑的HLB值在3 6之間，進(jìn)一步增強(qiáng)油水界面膜的強(qiáng)度，增強(qiáng)乳狀液的穩(wěn)定性和抗溫能力；重晶石主要成分為硫酸鋇，密度大于4. 2g/ cm3，起加重鉆井液的作用。
將有機(jī)酸和有機(jī)酰胺放入反應(yīng)釜，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，將所得產(chǎn)物脫 水，既得主乳化劑UZEMUL-S。
將機(jī)酸與有機(jī)胺進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，反應(yīng)后再進(jìn)行雙胺化反應(yīng)，冷卻至室溫分離得 到主乳化劑UZEMUL-S。
本發(fā)明為一種抗高溫油包水鉆井液配方體系，抗溫達(dá)到240 0C，能夠克服現(xiàn)有鉆井 液抗溫能力不足難題，有利于滿足深井超深井對(duì)鉆井液抗溫能力的要求。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
a、70份基油、3份有機(jī)膨潤(rùn)土、2份氧化浙青、2份磺化浙青、20份質(zhì)量濃度20%的 CaCl2水溶液、6份氧化鈣、1. 5份UZEMUL-S、2份ABS和重晶石；
b、配制工藝在白油中加入有機(jī)膨潤(rùn)土高速攪拌20min，加入所需的主乳化劑 UZEMUL-S、輔助乳化劑ABS和氧化鈣；在高速攪拌的情況下加入鹽水CaCl2 (20%水溶液))， 高速攪拌20min ；加入降濾失劑和潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，高速攪拌20min，加入重晶石把鉆井液密度 調(diào)至所需值，高速攪拌20min，裝入老化罐中于240°C滾動(dòng)老化16min。
c、電穩(wěn)定性測(cè)定用Farm公司23D型破乳電壓測(cè)定儀在室溫下測(cè)定油包水鉆井液 滾動(dòng)老化前后的破乳電壓；
d、濾失性測(cè)定按照《GB/T 16782-1997油基鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試程序》測(cè)定常溫中壓 濾失量即API濾失量和高溫高壓濾失量。
d、鉆井液性能
老化前
密度1.4g/cm3
塑性粘度(PV):32mPa · s
動(dòng)切力(YP):12Pa
濾失量(API失水量)0ml
高溫高壓失水量1. 8ml
破乳電壓>2000V
老化后
密度1.4g/cm3
塑性粘度(PV):36mPa · s
動(dòng)切力(YP):14Pa
濾失量(API失水量)2. 5ml
高溫高壓失水量4. 2ml
破乳電壓>2000V
實(shí)例2:
a、配方80份基油、5份有機(jī)膨潤(rùn)土、3份氧化浙青、4份磺化浙青、40份質(zhì)量濃度 20%的CaCl2水溶液、8份氧化鈣、4份UZEMUL_S、2 5份ABS和重晶石；
b、配制工藝在白油中加入有機(jī)膨潤(rùn)土高速攪拌20min，加入所需的主乳化劑 UZEMUL-S、輔助乳化劑ABS和氧化鈣；在高速攪拌的情況下加入鹽水CaCl2 (20%水溶液))， 高速攪拌20min ；加入降濾失劑和潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，高速攪拌20min，加入重晶石把鉆井液密度 調(diào)至所需值，高速攪拌20min，裝入老化罐中于240°C滾動(dòng)老化16min。
c、電穩(wěn)定性測(cè)定用Fann公司23D型破乳電壓測(cè)定儀在室溫下測(cè)量油包水鉆井液 滾動(dòng)老化前后的破乳電壓；
d、濾失性測(cè)定按照《GB/T 16782-1997油基鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試程序》測(cè)定常溫中壓 濾失量即API濾失量和高溫高壓濾失量。
d、鉆井液性能
老化前
密度1.5g/cm3
塑性粘度(PV):26mPa · s
動(dòng)切力(YP)8. 5Pa
濾失量(API失水量)0ml
高溫高壓失水量3. Iml
破乳電壓>2000V
老化后
密度1.5g/cm3
塑性粘度(PV):33mPa · s
動(dòng)切力(YP)=IlPa
濾失量(API失水量)2. 5ml
高溫高壓失水量5. 3ml
破乳電壓>2000V
實(shí)施例3:
a、配方90份基油、7份有機(jī)膨潤(rùn)土、5份氧化浙青、5份磺化浙青、60份質(zhì)量濃度 50%的CaCl2水溶液、10份氧化鈣、5. 5份UZEMUL_S、5份ABS和重晶石；
b、配制工藝在白油中加入有機(jī)膨潤(rùn)土高速攪拌20min，加入所需的主乳化劑 UZEMUL-S、輔助乳化劑ABS和氧化鈣；在高速攪拌的情況下加入鹽水CaCl2 (20%水溶液))， 高速攪拌20min ；加入降濾失劑和潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，高速攪拌20min，加入重晶石把鉆井液密度 調(diào)至所需值，高速攪拌20min，裝入老化罐中于240°C滾動(dòng)老化16min。
c、電穩(wěn)定性測(cè)定用Fann公司23D型破乳電壓測(cè)定儀在室溫下測(cè)量油包水鉆井液 滾動(dòng)老化前后的破乳電壓；
d、濾失性測(cè)定按照《GB/T 16782-1997油基鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試程序》測(cè)定常溫中壓 濾失量即API濾失量和高溫高壓濾失量。
d、鉆井液性能
老化前
密度2.3g/cm3
塑性粘度(PV):53mPa · s
動(dòng)切力(YP):15Pa
濾失量(API失水量)0ml
高溫高壓失水量2. 6ml
破乳電壓>2000V
老化后
密度2.3g/cm3
塑性粘度(PV):59mPa · s
動(dòng)切力(YP):16Pa
濾失量(API失水量)3. 4ml
高溫高壓失水量7. 8ml
破乳電壓>2000V。
權(quán)利要求
1. 一種高溫油包水鉆井液，溫度達(dá)到M0°c，其特征在于該油包水鉆井液各成分及配 比按重量份如下70 90份基油、3 7份有機(jī)膨潤(rùn)土、2 5份氧化浙青、2 5份磺化浙青、20 60 份質(zhì)量濃度20%的CaCl2水溶液、6 10份氧化鈣、1. 5 5. 5份UZEMUL_S、2 5份ABS 和重晶石；其中基油為無熒光和低芳香烴的礦物油；UZEMUL-S為主乳化劑，HLB值為2. 5，它由有機(jī)酸，有機(jī)酸酰胺合成組成； ABS輔乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉，HLB值為10。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫油基鉆井液；按重量份由70～90份基油、3～7份有機(jī)膨潤(rùn)土、2～5份氧化瀝青、2～5份磺化瀝青、20～60份質(zhì)量濃度20％的CaCl2水溶液、6～10份氧化鈣、1.5～5.5份UZEMUL-S、2～5份ABS和重晶石組成；基油為無熒光和低芳香烴的礦物油；UZEMUL-S為主乳化劑，HLB值為2.5，它由有機(jī)酸，有機(jī)酸酰胺合成組成；ABS輔乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉，HLB值為10；本發(fā)明抗溫達(dá)到240℃，能夠克服現(xiàn)有鉆井液抗溫能力不足難題，有利于滿足深井超深井對(duì)鉆井液抗溫能力的要求。
文檔編號(hào)C09K8/36GK102031095SQ20101054302
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者孫金聲, 李英敏, 王茂功 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院